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基于单片 机的太阳能热水器智能仪

来源:www. 作者:youwang 日期:2018/6/6 17:41:09 浏览次 数:273

1智能仪的 性能特点

  智能 仪主要有以下特点:

  (1)使用电源 为220VAC,功耗小 于5W。 (2)水温数码 显示,测温范围0~99℃;精度 ±2℃,水位 分五档显示。 (3)水位设置 。可设置加水水位20%、50%、80%、100%(本仪预置 水位50%)。 (4)温控上水 。当水箱水未加满,水温超过60℃时,自 动加水至50℃,此功 能使太阳能热水 器产出最 多热水(温度50℃以上)。 (5)缺水上水/报警。当 水位从高到低,出现缺水状态时,蜂鸣报警,缺水指示灯 闪亮,延 时15分钟自动 上水至预置水位。 (6)手动上水 。按“上水”键,若水位低于预置水位,可上水至预置水位;若水 位已达到 预置水位,则在原水位基础上再加一档;若水位已加满,则停止手动加水。在 上水过程 中,按“上水”键,可停止上水。 (7)定时上水 。按“定时”键,可设定定时上水时间,实现定时上水。 (8)低水压上 水。在上水过程中,水压过低或停水,智能仪会自动进入低水压模 式,黄灯 闪亮,并报警。在此模式中,智能仪会间隔30分钟启动 上水,若30分钟内仍 不能使水 位上升一档,则停止30分钟,然 后再启动上水,反复循环运行。 (9)防高温上 水。以免空晒后上水造成炸管。? 

  根据 设计要求,选用Philips公司生产 的P87LPC764BN芯片,组 成最小最优化系统。

2.1单片机电 路

  P87LPC764BN是20脚封装的 单片机,适合于高集成度、低成本的场合。采用80C51加速处理 器 结构,指 令执行速度是标准80C51 MCU的两倍。 片内有4K字节OTP程序存储 器,128字节的RAM 。32Byte用户代码 区可用来存放序列码及设置参数; 有看门狗 电路、复位电路(使用片内 上电复位时不需要外接组件);2个16位定时/计数器,2 个A/D转换器; 所有口线均有20mA的驱动能 力;电源电压VDD=4.5~6.0V(操作频率 为20MHz)。硬件电 路如图1所示。

  系统 电源经单相桥式整流得12V直流电给 电磁阀供电,经MC7806稳压后给 单片机等供电。

2.2温度、水 位采集和显示原理

  水温 、水位传感器分别利用热敏电阻和水的导电性,结合HD74HC04P,产生脉 冲信号,从T0、T1引脚输入 单片机。经转换计算,将实测的温度和水位值存入数显缓冲区;其采集电 路见图1所示。将P87LPC764BN的P0.0~P0.6通过电阻 接到VD D,每个口 线可提供20mA的吸入电 流,直接驱动LED,显示水 温;LED采用共阳 极接法,其 输出电流 虽小,但驱动水位显示指示灯已足够。由单片机控制通过P0口动态显 示实测的水 温和水位 。

2.3开关、声 光报警电路

  开关 有定时、上水和水位设置三个功能键,利用P87LPC764BN的P0口键盘中 断,实现定时 时间的设 定、手动上水和水位的设置等。相应的声光报警电路,采用高亮度LED和高响度 蜂 鸣器,由 单片机控制,发出不同的声光报警。

2.4电磁阀驱 动电路

  由单 片机控制,从P1.4口线输出 信号,经放大驱动电磁阀,进行上水。

2.5复位、抗 干扰

  本系 统采用P87LPC764BN片内上电 自动复位,RST管脚可作 为待开发用。为防止或减少上电及 掉电时的 错误操作,启用P87LPC764BN的电源监 控功能。采用防雷措施,传感器和电磁阀的 每根信号 线均通过压敏电阻接地(图1中未画出)。起用P87LPC764BN片内的看 门狗定时器,在 显示水温 水位的子程序中,定时对看门狗清0。   

  主程 序流程图如图2所示,采 用人性化设计,用户不必作任何操作,智能运行。本智能仪有 三种上水 方法:缺水上水、温控上水和手动上水,前两种在主程序中实现。初次安装投入使 用或停水 后突然来水,水箱缺水,若温度低于100℃,打开 电磁阀上水至设置水位(初始预置 水位50%);若温度 高于100℃,不上 水,防止空晒后上水而炸管。太阳晒后,当水温上升, 温度超过60℃且水未 满时,打开电磁阀上水至50℃。晚上 ,若热水已用完,延时15分,进行 缺水上水 ;若热水未用完,不上水,以保证热水充分利用。第二天太阳出来后,利用温控上 水。在上 水过程中,水压过低或停水,智能仪会自动进入低水压上水模式:低水压声光报警 ,间隔30分钟启动 上水,若30分钟内不能使水 位上升一档,则停止30分钟,然 后再启动,反 复循环, 以免电磁阀长时间通电而烧毁。在主程序中,15分钟和30分钟的延 时,通过多次调 用显示子 程序来实现;检测低水压循环上水时,也调用显示子程序;所以智能仪在自动上水 的同时,也实时显示水温和水位 。若用户需要设置水位、定时上水和手动上水,可在面板上 直接操作 ,通过外中断来实现,键盘中断服务程序如图3。

 

  本智 能仪采用P87LPC764BN单片机控 制,外围电路少,系统稳定;功能强,操作方便;价廉 物美;值 得推广。

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